使用生物炭辅助的零价值铁自营生物还原从地下水中去除 (VI) 和酸盐:提高电子转移效率并减少EPS积累
Chuanjin Xia1, Weidong Cheng2, Meng Ren2
1School of Life and Environmental Sciences, Shaoxing University, 508 Huancheng West Road, Shaoxing, Zhejiang, 312000, PR China; School of Life Sciences, Lanzhou University, 222 Tianshui South Road, Lanzhou, Gansu, 730000, PR China.
使用生物炭辅助的零价值铁 (ZVI) 进行自生物还原,有效地从地下水中去除Cr (VI) 和酸盐. 这种新的方法增强了微生物活动和基因表达,以减少污染物和脱.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 环境工程 环境工程
- 微生物学 微生物学
背景情况:
- 目前对Cr (VI) 和酸盐的地下水整治策略通常依赖于异质或混合质生物还原.
- 自otrophic生物还原是一种潜在地更适合于 oligotrophic 地下水的方法,但开发不足.
- 同时去除Cr (VI) 和酸盐是具有挑战性的,因为Cr (VI) 干扰了脱.
研究的目的:
- 开发和评估一种自生物还原技术,同时从地下水中去除Cr (VI) 和酸盐.
- 优化生物炭 (BC) 特性,以提高零价值铁 (ZVI) 在生物修复中的性能.
- 调查背后增强的去除效率和微生物社区动态的机制.
主要方法:
- 生物炭 (BC) 热解温度被优化,以改善电子转移和减少细胞外聚合物质 (EPS) 积累.
- 使用ZVI与优化的BC (BC500) 结合进行列研究,以评估Cr (VI) 和酸盐去除.
- 用转基因组分析来确定与生物修复相关的微生物社区转移和基因表达.
- 进行了BC和EPS的化学分析,以了解功能组的作用和EPS的组成.
主要成果:
- BC500表现出卓越的电子传输能力,是最有效的BC型.
- 在11周的时间里,ZVI + BC500生物柱实现了100%的Cr (VI) 和93.37%的酸盐去除.
- 与单独使用ZVI相比,Cr(VI) 清除效率显著更高,对脱的干扰减少.
- 甲基因组分析显示,关键的自性和异性细菌的丰富性增加,相关基因的表达增强 (chrR,nemA,narG,nirS).
- BC500促进了EPS的产生,促进了Cr (VI) 的吸附和减少,同时减轻了它对脱的抑制作用.
结论:
- 用BC辅助ZVI进行自生物还原是一种有前途的技术,可以同时在地下水中进行Cr (VI) 和酸盐修复.
- 优化生物炭 (BC500) 增强了电子转移和微生物活动,导致了优异的污染物去除.
- 辅助BC的ZVI系统有效地减轻了Cr(VI) 抑制脱的作用,并减少了通过松结合的EPS形成而导致孔隙堵塞的风险.
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